Warum versagen Leiterplatten (PCBs)?

26. September 2019

Leiterplatten (PCBs) sind ein wesentlicher Bestandteil verschiedener elektronischer Geräte, die wir in unserem täglichen Leben verwenden. Fernseher, Smartphones, Bedienfelder, Straßenlaternen und viele andere Geräte sind stark auf Leiterplatten angewiesen. Aus diesem Grund kann es für einen Leiterplattenhersteller äußerst frustrierend sein, wenn eine Leiterplatte nicht funktioniert. Leiterplatten müssen sorgfältig entworfen, montiert und getestet werden, damit das Endprodukt nicht darunter leidet. Leiterplattenausfälle können durch eine Liste von Gründen verursacht werden, die von Design- und Herstellungsproblemen bis hin zu Umweltbelastungen reichen. Manchmal kommt es aus verschiedenen Gründen nach mehreren Jahren des Gebrauchs zu PCB-Ausfällen. Damit die Leiterplatte ordnungsgemäß funktioniert, ist es wichtig, die Fehlerursachen und Möglichkeiten zu ihrer Vermeidung zu verstehen. Möchten Sie die häufigsten Ursachen für Leiterplattenausfälle erfahren? Dieser Beitrag hebt dasselbe hervor.

Die 5 häufigsten Gründe für PCB-Fehler und wie sie vermieden werden sollten

Im Folgenden finden Sie einige häufig auftretende Probleme bei Leiterplattenbaugruppen und deren Korrekturmaßnahmen:

Lötbrücken sind der häufigste Fehler in der Oberflächenmontagetechnik (SMT), der während des Herstellungsprozesses von Leiterplatten auftreten kann. Manchmal auch als Kurzschluss bezeichnet, tritt es auf, wenn das Lot zwischen den Steckverbindern fließt und eine Brücke verursacht. Im Gegensatz zu anderen Lötproblemen, die leicht identifiziert werden können, ist eine Lötbrücke kleiner und schwer zu erkennen. Bleiben diese Kurzschlüsse bei der Leiterplatteninspektion unentdeckt, kann dies zu schwerwiegenden Schäden wie dem Abbrand eines Bauteils oder einem Kurzschluss führen. Dieses Problem kann gelöst werden, indem sichergestellt wird, dass keine Lücken zwischen der Leiterplatte und der Schablone bestehen, oder indem Lötmasken zwischen den Pads angebracht werden.

Oftmals liegt die Ursache eines PCB-Fehlers im Design. Die Säurefalle ist der allgemein verwendete Begriff für spitze Winkel in Leiterplatten, weil sie Säure während des Ätzprozesses der Leiterplatte einfängt. Die Säure bleibt in der Ecke des Winkels. Wenn es länger als beabsichtigt bleibt, beeinträchtigt es die Verbindungen, macht die Platine defekt und verursacht später ernsthafte Probleme. Säurefallen können vermieden werden, indem eine Lötstoppmaske über den Löchern angebracht wird.

PTH (plattiertes Durchgangsloch) sind die Löcher in einer Leiterplatte mit kupferbeschichteten Wänden, die es ermöglichen, Strom von einer Seite zur anderen Seite der Platine zu transportieren. Während des Herstellungsprozesses von Leiterplatten wird die Lochwand galvanisiert, wodurch ein elektrisches Signal von einer Schicht zur anderen geleitet wird. Beim Galvanisieren wird die Leiterplatte durch die Kupferabscheidung von oben nach unten leitfähig gemacht. Beim Galvanisierungsprozess haftet das stromlose Kupfer an der Innenseite der Löcher, was zu Plattierungshohlräumen führt. Plattierungsfehlstellen können aus verschiedenen Gründen auftreten, wie z. B. Blasen im Material, Verunreinigung des Materials und andere. Dies kann vermieden werden, indem das Material vor dem Bohren gereinigt wird.

Die meisten Leiterplatten in aggressiven Umgebungen versagen aufgrund von Temperaturänderungen, die zu einer Verschlechterung oder einem Ausfall der Komponenten führen können. Feuchtigkeit und Schmutz sind die häufigsten Probleme, die allmähliche Auswirkungen haben, die die Effizienz der Leiterplatte verlangsamen. Wenn außerdem eine große Menge Wasser in die Leiterplatte eindringt, kann dies die Leiterplatte irreparabel beschädigen. Um diese Mängel zu vermeiden, ist es wichtig, dass der Hersteller die Arbeitstemperatur der Umgebungen berücksichtigt, in denen die Leiterplatte verwendet werden soll.

Auch bei bester Pflege wird die Leiterplatte versagen. Die PCB-Komponente beginnt mit zunehmendem Alter zu versagen. Fällt die Platine aufgrund des Bauteilalters aus, so kann man meist kostengünstig ein einzelnes Bauteil austauschen. Irgendwann müssen Sie die gesamte Platine ersetzen, aber Sie können dies durch geringfügige Ersetzungen und Reparaturen eine ganze Weile hinauszögern.

Das Design und die Bestückung von Leiterplatten erfordert große technische Fähigkeiten und Präzision. Jeder kleine Fehler kann die gesamte Schaltung beschädigen und zu einem großen Verlust führen. Daher ist es wichtig, diese Leiterplatten sorgfältig herzustellen. Wenn Sie für Ihr nächstes Projekt Leiterplatten verwenden möchten, stellen Sie sicher, dass Sie diese von zuverlässigen Branchenexperten beziehen. Mit umfassender Branchenerfahrung in der Entwicklung und Bestückung von Leiterplatten liefert Creative Hi-Tech Leiterplatten gemäß Ihren Spezifikationen. Ihr hochqualifiziertes und professionelles Team kann kostengünstige, leistungsorientierte Leiterplatten montieren, um Ihre Anforderungen zu erfüllen.

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